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手把手教你用Qt写个串口上位机

嵌入式微处理器 · 公众号 · · 2024-03-18 10:52

正文

一、前言

最近刚学了一点Qt开发上位机，尝试着做个小软件练练手。查找了很多资料，做了一个简单的串口助手，可以实现串口基本发送和接收功能，支持中文显示，还可以控制STM32开发板上的两个LED。

1、软件界面

2、主要功能

启动自动搜索本机串口，或者手动点击搜索键扫描串口
自定义波特率
支持中文显示
支持发送新行

3、实际效果

（GIF压缩后根本没法看。。。。）

花了大概3天时间吧，找了很多资料，功能很简单，但想着是自己一点一点开发的，还是挺有成就感的哈！

写这篇文章，是为了总结一下开发的过程和一些知识点，主要包括两部分，上位机的实现和STM32端程序的实现。

二、Qt上位机的实现

1、新建一个Dialog项目

新建一个Dialog项目，这3种基类的区别可以根据你的程序来确定。

如果需要嵌入到其他窗体中，则基于QWidget创建。
如果是主窗体，则基于QMainWindow创建，有菜单栏，状态栏，工具栏等。
如果是顶级对话框，则基于QDialog创建。

2、软件UI界面的设计

使用Qt Designer添加所需要的控件，并进行合理布局，尽量每一个控件，起一个合理易懂的名字。

3、串口库的添加

pro文件添加一行：

QT += serialport

对应的头文件包含：

#include <QSerialPort>
#include <QSerialPortInfo>

4、串口自动搜索功能的实现

自动搜索本机串口，并在ComboBox中添加串口号

ui->cbb_com->clear();
//运行开始查找可用串口
foreach(const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts())




    
{
    ui->cbb_com->addItem(info.portName());  //串口号下拉菜单，增加一个条目，为串口号COM4
    qDebug() << "串口搜索完成";
}

5、串口的配置和打开关闭

//打开串口按钮
void Dialog::on_btn_uart_Ctrl_clicked()
{
//    static bool flag;   //也可以用标志位实现
    if(this->ui->btn_uart_Ctrl->text() == "打开串口")   //初始状态，配置串口参数
    {
        serial.setPortName(ui->cbb_com->currentText());     //设置串口号、
        serial.setBaudRate(ui->cbb_baud->currentText().toInt());    //设置波特率
        serial




    
.setDataBits(QSerialPort::Data8);     //设置串口数据位8
        serial.setParity(QSerialPort::NoParity);    //无校验位
        serial.setStopBits(QSerialPort::OneStop);   //1位停止位
        serial.setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);
        //打开串口
        if(!serial.open(QIODevice::ReadWrite))
        {
            QMessageBox::critical(NULL, "提示", "串口打开失败");
            return;
        }
        qDebug() << "串口打开成功";
        this->ui->btn_uart_Ctrl->setText(




    
"关闭串口");
    }
    else
    {
        //关闭串口
        serial.close();
        this->ui->btn_uart_Ctrl->setText("打开串口");
    }
}

6、串口发送数据

    serial.write("A1\n");     //串口发送A1

7、串口数据的接收和显示，支持中文

QT默认的编码是unicode，不能显示中文的，windows默认使用（GBK/GB2312/GB18030），使用了fromLocal8Bit()函数，实现了从Unicode到本地字符集GBK的转换，用于处理汉语显示乱码等问题

槽函数的实现：

//串口数据接收并显示
void Dialog::serialPort_readyRead()
{
    QByteArray rx_buf = serial.readAll();   //读取串口接收的数据
    if(rx_buf.endsWith("\r\n")) 




    
//判断接收最后是否是回车换行，即接收完成标志
    {

    }
    QString rx_buf_tmp = QString::fromLocal8Bit(rx_buf);    //转换为中文格式
    qDebug() << rx_buf_tmp;         //控制台输出

    ui->tb_rx_buf->append(rx_buf_tmp);

    rx_buf_tmp.clear();
    rx_buf.clear();
}

connect语句：

connect(&serial, & QSerialPort::readyRead, this, &Dialog::serialPort_readyRead);

8、下拉框自定义波特率的实现

//自定义波特率
void Dialog::on_cbb_baud_currentIndexChanged(const QString &arg1)
{




    
    if(this->ui->cbb_baud->currentIndex() == 3)
    {
        this->ui->cbb_baud->setItemText(3, ""); //调成自定义波特率时，内容设置为空，准备接收输入
        this->ui->cbb_baud->setEditable(true);
    }
    else
    {
        this->ui->cbb_baud->setItemText(3, "自定义"); //调成自定义波特率时，内容设置为空，准备接收输入
        this->ui->cbb_baud->setEditable(false);
    }
    serial.setBaudRate(ui




    
->cbb_baud->currentText().toInt());    //即使打开串口后，仍然可以设置波特率
}

9、发送新行功能的实现

通过一个全局变量实现，发送新行按钮勾选时，标志位置1，然后发送按钮功能里，根据标志位决定是否在末尾添加换行符。

对应的槽函数实现：

//是否发送新行
void Dialog::on_cb_send_enter_clicked()
{
    if(ui->cb_send_enter->isChecked())
    {
        send_enter_flag = true;
        qDebug() << "发送新行";
    }
    else
    {
        send_enter_flag = false;
        qDebug() << "不发送新行";
    }
}
//发送按钮被按下




    
void Dialog::on_btn_send_clicked()
{
    //获取多行输入框的数据并转换为UTF8格式
    QByteArray tx_buf = ui->te_tx_buf->toPlainText().toUtf8();

    if(send_enter_flag == true)
        tx_buf += "\n";

    serial.write(tx_buf);     //把数据通过串口发送出去
    tx_buf.clear();
}

10、只改变标签颜色

本来想着通过改变样式表的方式改变颜色

    this->ui->lbe_blue->setStyleSheet("color: rgb(255, 0, 0);");

但实际运行时，连字体和大小都改成了默认的，有没有一种只改变颜色其他的格式不变的方法呢？还真有，如下，不过好像只支持标准颜色？

    QPalette colr;
    colr.setColor(QPalette::WindowText,Qt::red




    
);    //设置标签颜色红色
    this->ui->lbe_red->setPalette(colr);

11、按钮的使能失能控制

以下两行语句效果相同，都是失能按钮功能：

this->ui->btn_led1_Ctrl->setDisabled(true); //LED控制按钮不可用
this->ui->btn_led1_Ctrl->setEnabled(false); //LED控制按钮不可用

12、文本显示框设置最大显示行数

this->ui->tb_rx_buf->document()->setMaximumBlockCount(10);

三、程序的图标、标题设置和打包发布

你不希望窗口的标题是“Dialog”吧，所以添加一个标题和一个好看的图标还是很有必要的。

1、添加标题

添加窗口标题还是很简单的，一行代码：

this->setWindowTitle("串口控制LED - By wcc ");

2、添加icon图标

找一个好看的图标，格式一定要是.ico，像素大小推荐128*128
命名为my_app.ico，名字无所谓，不要有中文就好了，放在工程目录下，即和.pro文件和.cpp文件同一个目录。
打开.pro文件，最底下添加一行：RC ICONS = my app.ico

重新编译就可以看到这种效果了：

3、程序文件的生成

构建选项改成Release版本，编译完成后，会在Release目录下生成一个.exe文件，把这个文件单独拷出来放在一个空白的文件夹里，如 D : \QT_Prj\Export\UART_Demo . exe ，可以运行试一下，会提示缺少运行所需要的dll组件。

而且，这个文件如果单独拷贝到其他没有安装Qt环境的电脑上，也是不能运行的。

所以我们需要添加一些当前程序运行所需要的组件才能正常运行，但是需要添加哪些文件呢？不用担心，Qt早已经想好了，运行MinGW工具：

先进入到exe文件所在的文件夹中： cd / d D : \QT_Prj\Export

然后输入命令： windeployqt UART_Demo . exe

此时，打开exe文件所在的文件夹，可以看到Qt已经为我们添加好了，当前程序运行所需要的组件了。

这个时候，如果想给别人分享你开发好的上位机软件，就可以直接把这个文件夹拷贝给他。当然也可以安装一个 Enigma Virtual Box 软件，把当前目录下的所有文件打包成一个exe文件。

四、STM32端程序的实现

连接串口模块，发送接收短接，可以看出Qt上位机的的收发都是正常的。下一步就是编写STM32端的程序了，很简单，当接收到字符串"A1"时，点亮红灯；当接收到字符串“A2”时，熄灭红灯；当接收到字符串“B1”时，点亮蓝灯；当接收到字符串“B2”时，熄灭蓝灯，每个字符串结尾都有换行符“\n”。

实现思路也很简单，即把接收到的字符存入一个字符数组，当接收到“\n”换行标志时，意味着接收完成，判断此时数组的内容，分别和命令比较，如果一致，执行相应的操作，串口1中断服务函数：

void USART1_IRQHandler(void)
{
    char dat;
    char flag = 0;
    if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)   //接收中断
    {
        dat = USART1->DR;